電機引出線為多導電排結(jié)構(gòu)的設計

尚 朔

(上海交通大學機械與動力工程學院，上海電氣集團上海電機廠有限公司，上海 200240)

0 引言

本電機為異步電機。供電方式采用變頻驅(qū)動，電壓 600～690 V，功率 2100 kW，調(diào)頻范圍為15.6～44.3 Hz。為滿足用戶電控系統(tǒng)的要求，該電機繞組采用3套繞組，每套繞組Δ接法。六極三繞組二路并聯(lián)接線圖見圖1。

圖1 六極三繞組二路并聯(lián)接線

由于該電機每相電流每相高達2400 A，所以端部并聯(lián)環(huán)截面尺寸大?？紤]到空間限制，引出線已不宜采用電纜連接，在兩者成本相當?shù)那闆r下，更適合采用導電排過渡到出線盒與用戶電源連接。通過圖1可知，該電機并聯(lián)環(huán)有9路，每路均有導電排引出，然而電機端部空間尺寸有限，所以在有限的空間里排線，使得其既滿足絕緣要求，又方便手工操作成了本次電機設計的難點之一。

該電機為3套繞組，共有9路連接線引到出線盒內(nèi)，且連接線又是導電排，在出線盒深度方向尺寸受限制的情況下，如何布置出線盒內(nèi)導電排空間結(jié)構(gòu)，成了本次電機設計的又一個難點。

1 端部并聯(lián)環(huán)設計

機座引線端端部空間如圖2所示。

圖2 端部空間

引線端軸向空間總尺寸為665，綜合可慮GB 14711—2006中有關電氣絕緣距離要求，及支架強度和安裝要求，支架長度定為450 mm，在此尺寸下，并聯(lián)環(huán)絕緣后間隙為20 mm。由于并聯(lián)環(huán)為扁銅線彎成，內(nèi)圓為φ1500 mm，剛性較差，該間隙允許并聯(lián)環(huán)存在一定程度的變形后仍滿足絕緣要求。

由于并聯(lián)環(huán)共計9個引出點，為了便于安裝和操作，并聯(lián)環(huán)引出點分布于三個平面上，如圖3所示。

將U相置于第一層，V相置于第二層，W相置于第三層。將引出點分層錯開，不僅充分利用了有限的操作空間，端部引出線顯的整齊而有序，每層并聯(lián)環(huán)絕緣后間距為80 mm。

圖3 并聯(lián)環(huán)引出點布置

在此布置下，引出排與并聯(lián)環(huán)的連接便具有相當?shù)撵`活性。既可采用螺栓連接，又可采用焊接。螺栓連接的好處就是引出排拆裝方便，而焊接的好處則相反，導電排不方便拆卸，但接觸好，本例采用焊接。見圖4。

圖4 引出排引出點

2 引出排設計

引出排在機座內(nèi)與并聯(lián)環(huán)焊接，在出線盒內(nèi)如何布置了?若采用傳統(tǒng)的方式，引出排與機座壁垂直，為方便用戶接線，則導電排將伸出機座壁非常長。若如此，由于導電排無法拆卸，將與機座一起裝箱，超出了裝箱尺寸要求，見圖5。

因此我們將導電排在出線盒內(nèi)折彎，如圖6所示，出線盒 L(見圖6)尺寸得到了控制，將節(jié)省300 mm，引出排折彎后，大大提高了出線盒內(nèi)空間的利用率。

3 出線盒設計

在充分布置了導電排的空間位置后，出線盒的設計思路基本上就定下來了，主要需要滿足以下幾個方面的要求。

1)安全性 對地絕緣，爬電距離要符合國家標準，并留有高壓擊穿點。

2)穩(wěn)定性 出線盒內(nèi)各部件強度要好，要能經(jīng)受長期振動而不松動。

3)操作性 既方便車間接線安裝操作，又方便用戶接線。

綜合考慮各重要求后，用三維軟件建模，出線盒三維見圖7。

圖7 出線盒三維圖

補充說明:

1)導電排均需按絕緣規(guī)范繞包云母帶;

2)導電排用膠木導線夾固定在，以承受導電排自重和用戶電纜的重量;

3)出線盒內(nèi)留有接地點，以備用戶電纜接地

圖8 引出排固定

4 結(jié)語

隨著電機容量越做越大，將有越來越多電機的引出線采用導電排結(jié)構(gòu)。復雜的端部，數(shù)量眾線使用;

4)出線盒剛性要好，長期使用不變形。

圖9 引出排端部

由于在圖紙設計階段，通過3D建模，充分考慮了導電排和出線盒的安裝情況，所以在制造過程中比較順利。如圖8，圖9為安裝過程中拍攝的照片。多的導電排在有限的空間里如何布置都將考驗著設計者的設計能力，而本次出線結(jié)構(gòu)的順利制造，為今后多導電排引出結(jié)構(gòu)的方案設計提供了寶貴的經(jīng)驗。